一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机及其干燥方法技术

本发明专利技术公开一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机及其干燥方法，每相邻两个远红外加热组件和通风排湿组件均上下间隔设置，储粮组件设置于沿高度方向从上到下的第一个远红外加热组件的上方，最后一个通风排湿组件与其底部的集料斗之间设有同步排粮模块；集料斗内的粮食物料通过螺旋输送器和提升机输送至提升机顶部，然后通过粮流方向控制器调整粮食物料是进入卸料管排出干燥机还是进入储粮组件再次干燥。本发明专利技术根据石墨烯材料通电后低温发射红外线的原理，其发射源表面温度40～80℃范围内可精确调节，利用能够直接与粮食物料接触的特性，充分提高干燥品质、效率，降低生产成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机及其干燥方法


[0001]本专利技术属于干燥机技术，具体涉及一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机及其干燥方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国的规模化种植和机械化收获技术得到快速发展，很多粮食物料的收获日趋集中，这就需要一些中大型干燥设备来快速干燥这些物料。目前市场上的粮食干燥设备大多基于横流干燥、顺流干燥、混流干燥、顺逆流干燥等热风干燥技术，由于这些现有技术采用热风干燥，谷物外表面最先与热风接触，谷物传热方向与水分迁移方向相反，谷粒表层先干固化会阻碍内部水分向外迁移，导致这些干燥机普遍存在以下技术问题：干燥速率慢、干燥过程谷物易爆腰、干燥不均匀、能耗高、能效相对低下，废热废气排放严重等。
[0003]例如，申请号为201810621095.7的专利申请公开了一种循环谷物干燥机，采用传统热风，能耗大，再加上其热风腔和排风腔是同一水平方向并排设置，每一层均需进料的进料方式，导致整体的谷物干燥不均以及效率低下。
[0004]另一种加热方式
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远红外辐射也广泛应用于农产品干燥，与传统热风干燥不同，远红外辐照干燥时热量从谷粒内部向外表传递，与水分迁移方向一致，可避免热风干燥时谷粒表层先干固化阻碍内部水分向外迁移的问题，因此远红外干燥粮食内部水分迁移及汽化所需的能量远低于传统热风干燥，且可有效提高干燥效率和生产率。
[0005]但是现有的红外干燥设备主要以采用触媒远红外发射器，以高温（400～800℃）发热体（控温精度低，响应速度慢）向薄层粮食发射红外线，高温发热体不可与物料接触，对设备结构要求极高，另外因为采用高温热源发射红外光波，粮食辐照瞬时强度大，辐照持续时间短，很容易造成干燥不均匀、品质不高等问题。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机及其干燥方法，通过低温远红外发射使得发射源表面温度在40～80℃范围内精确调节，并且能够直接与粮食物料接触以充分提高干燥品质、效率，降低生产成本，同时避免粮食干燥中出现明火和烟气排放，实现粮食加工中烘干环节的绿色生产。
[0007]技术方案：本专利技术的一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机，包括提升机、储粮组件、集料斗、螺旋输送器、若干远红外加热组件和通风排湿组件；每相邻两个远红外加热组件和通风排湿组件均上下间隔设置，储粮组件设置于（沿高度方向从上到下）第一个远红外加热组件的上方，最后一个通风排湿组件与其底部的集料斗之间设有同步排粮模块；所述集料斗内的粮食物料通过螺旋输送器和提升机输送至提升机顶部，然后通过粮流方向控制器调整粮食物料是进入卸料管排出干燥机还是进入储粮组件再次干燥；所述远红外加热组件包括第一壁保温板和若干石墨烯远红外辐照板，第一外壁保温板组成保温内
腔，各石墨烯远红外辐照板等距间隔竖直设置于保温内腔内，每相邻两个石墨烯远红外辐照板之间形成第一竖直通道，粮食物料沿这些第一竖直通道向下进入通风排湿组件；所述通风排湿组件包括离心风机以及若干间隔竖直排列的风管，每个风管上均设有若干通风孔，各风管之间形成若干第二竖直通道，粮食物料落入第二竖直通道中，空气流经过离心风机驱动进入进风道，再从进风道进入第二竖直通道（即进入粮道）并对第二竖直通道内的粮食物料进行通风排湿。
[0008]此处，石墨烯远红外辐照板顶部与其所在组件顶部及第一外壁保温板顶部之间设有一定距离，这样能够避免物料充填后流动时在第一竖直通道内形成由上部排湿风道引起的局部空腔。
[0009]此处的石墨烯远红外辐照板由石墨烯薄膜通过有机玻璃封装而成。
[0010]实际循环干燥过程中，只要干燥机通电启动，各个石墨烯远红外辐照板即直接产生红外线，进行加热。
[0011]为了提高通风排湿效率，所述通风排湿组件包括离心风机、进风道、排风道和风阀，进风道与排风道之间横向设置有若干风管（例如依次设置11个多边形风管），离心风机的出风口连接于进风道的进风口，且进风道与所有第奇数个风管连通，所有第偶数个风管与排风道连通，排风道的出风口设置有控风阀，控风阀上还设有回风管道，回风管道另一端连接于离心风机的进风口。
[0012]为了减小能耗提高干燥效率，所述回风管道上靠近离心风机的一端设置有鼠笼结构，有利于离心风机吸入回收的热空气和新鲜空气。
[0013]进一步地，所述进风道和排风道之间的两个边缘风管结构相同，即边缘风管的顶板和底板封闭、侧壁上均匀设有通风孔且顶板向内倾斜设计，边缘风管整体呈四边形：所述进风道和排风道之间的其他中间风管结构相同，即中间风管的顶板呈三角形、两侧侧壁上均匀设置有通风孔且底部封闭，中间风管整体呈五边形。各风道顶端与排湿组件顶部有一定的距离用于充满物料，以方便从石墨烯远红外加热组件中排出的粮食物料均匀进入该通风排湿组件。上述两种结构设计的风管使得从远红外加热组件中落下的粮食物料能够均匀进入并布满各个第二竖直通道，离心风机的空气流从与进风道连通的风管通风孔中进入第二竖直通道（粮道），将粮食籽粒表层湿分快速去除。
[0014]进一步地，所述远红外加热组件中每相邻两块石墨烯远红外辐照板之间的距离为1~4cm，干燥过程中使得粮食籽粒内的水分从内向外的高效迁移。
[0015]为保证远红外加热组件的所有粮食物料均以相同的方式流入通风排湿组件，提高干燥通风效率和品质，所述远红外加热组件中石墨烯远红外辐照板的排列方向与通风排湿组件中风管的排列方向呈异位正交。且石墨烯远红外辐照板与加热组件顶端有一定距离；通风干燥组件内部的风管顶端与通风排湿组件顶端有一定的距离。
[0016]进一步地，所述同步排粮模块包括外框、以及间隔设置于外框内的若干隔板，外框壁面与隔板之间以及相邻两个隔板之间分别形成对应通道，且所形成这些通道中从外向内数第偶数个通道为粮道，粮道内配置有排粮辊，所有第奇数个通道内则无粮食和空气通过；且粮道与风管之间的第二竖直通道对应，通过控制传动系统驱动各个排粮辊在粮道内翻转，使得从最后一个通风排湿组件内落下的粮食物料进入集料斗内；所述外框外侧设有第二外壁保温板。
[0017]进一步地，所述各通风排湿组件的离心风机通过风机架固定安装。
[0018]本专利技术还公开一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥方法，包括以下步骤：刚开始工作时，提升机将粮食物料送至干燥机顶部，由粮流方向控制器控制粮食物料进入顶部的储粮组件，再依次均匀进入下方的各个远红外加热组件和通风排湿组件，待所有远红外加热组件和通风排湿组件都充满粮食物料后，启动同步排粮模块；同步排粮模块内的排粮辊在传动系统的作用下匀速转动，进而使得远红外加热组件和通风排湿组件内的物料均匀下移，同步排粮模块输出的粮食物料进入集料斗，然后由螺旋输料器进而提升机再次运送至储粮组件，以及进入远红外加热组件和通风排湿组件进行干燥，即：使粮食物料在干燥机内循环流动，直至干燥结束；干燥结束后，通过粮流方向控制器控制粮食物料进入卸料管。
[0019]上述干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机，其特征在于：包括提升机、储粮组件、集料斗、螺旋输送器、若干远红外加热组件和通风排湿组件；每相邻两个远红外加热组件和通风排湿组件均上下间隔设置，储粮组件设置于沿高度方向从上到下的第一个远红外加热组件的上方，最后一个通风排湿组件与其底部的集料斗之间设有同步排粮模块；所述集料斗内的粮食物料通过螺旋输送器和提升机输送至提升机顶部，然后通过粮流方向控制器调整粮食物料是进入卸料管排出干燥机还是进入储粮组件再次干燥；所述远红外加热组件包括第一外壁保温板和若干石墨烯远红外辐照板，第一外壁保温板组成保温内腔，各石墨烯远红外辐照板等距间隔竖直设置于保温内腔内，每相邻两个石墨烯远红外辐照板之间形成第一竖直通道，粮食物料沿这些第一竖直通道向下进入通风排湿组件，石墨烯远红外辐照板顶部与其所在组件顶部及第一外壁保温板顶部之间设有一定距离；所述通风排湿组件包括离心风机以及若干间隔竖直排列的风管，每个风管上均设有若干通风孔，各风管之间形成若干第二竖直通道，粮食物料落入第二竖直通道中，空气流经过离心风机驱动后进入进风道，再从进风道进入第二竖直通道并对第二竖直通道内的粮食物料进行通风排湿。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机，其特征在于：所述通风排湿组件包括离心风机、进风道、排风道和控风阀，进风道与排风道之间横向设置有若干风管，离心风机的出风口连接于进风道的进风口，且进风道与所有第奇数个风管连通，所有第偶数个风管与排风道连通，排风道的出风口设置有控风阀，控风阀一端还设有回风管道，回风管道另一端连接于离心风机的进风口。3.根据权利要求2所述的基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机，其特征在于：所述回风管道上靠近离心风机的一端设置有鼠笼结构。4.根据权利要求1所述的基于石墨烯远红外加热的粮食循环干燥机，其特征在于：所述远红外加热组件中每相邻两块石墨烯远红外辐照板之间的距离为1~4cm。5.根据权利要求1所述的基于石墨烯远红外加热的粮食循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢焕雄，颜建春，魏海，吴惠昌，高学梅，游兆延，张会娟，刘敏基，王建楠，杜元杰，
申请(专利权)人：农业农村部南京农业机械化研究所，
类型：发明
国别省市：